Enzimalapú PET depolimerizáció

Írta: Transpack-2022/IV. lapszám cikke - 2022 szeptember 23.

A fogyasztás után hulladékká váló PET-palackok (polietilén-tereftalát) és egyéb termékek biológiai úton történő depolimerizálása segítheti a körkörös gazdálkodást, környezetünk védelmét. Mégpedig azzal, hogy az ily módon újrahasznosított anyag szinte teljes mértékben megegyező a petrolkémiai folyamat során előállított „szűz” PET-tel.

Brazíliai kutatás

A Petrobras R&D Center (Cenpes) – Rio de Janeiro, Brazília – kutatói Penicillium gombák és enzimek felhasználásával kísérleteznek a fogyasztás után hulladékká váló PET-palackok (polietilén-tereftalát) biológiai úton történő depolimerizálására.

Ígéretes eljárás lehet a kőolaj-alapanyag felhasználásának és a környezetszennyezés csökkentésére a használt PET-palackok mikrobiális vagy enzimatikus biológiai lebontása monomerekre: tereftálsavra (TPA) és etilénglikolra (EG), továbbá a PET-szintézis kulcsfontosságú intermediereire, mint például a mono- és bisz-(2-hidroxi-etil)-tereftalát (MHET és BHET).

A fonalas gombák két faját (Penicillium restriktum és P. simplicissimum) értékelték BHET és amorf PET, valamint BHET és PC-PET biológiai lebontására. Az enzimatikus BHET hidrolízis kimutatta, hogy a P. simplicissimum extracelluláris enzimei katalizálják az MHET, mint domináns termék felszabadulását. Eredményeik azt mutatják, hogy a P. simplicissimum a PC-PET ígéretes biológiai lebontója, amely tovább kutatható a monomerek visszanyerésére az alapanyag-újrahasznosítási folyamatok összefüggésében.

PET-alapú többrétegű fóliák frakcionált biológiai bontása

Az enzimalapú PET-depolimerizáció segíthet az iparnak a körkörös műanyag gazdálkodásban, a PVDC-bevonatú PET-fóliák terén is. A Solvay és a Carbios sikeresen bebizonyította, hogy a Diofan® PVDC (polivinilidén-klorid) védőrétegű polimerrel bevont többrétegű PET-fóliák teljesen kompatibilisek az enzimatikus depolimerizációval, mely a Carbios innovatív újrahasznosítási folyamata. Az eredmények azt mutatják, hogy a PET teljesen depolimerizálódott, míg a PVDC érintetlen maradt.

PET bontása monomereivé

A PET-molekulák lebontása monomereikre

A Carbios által kifejlesztett és szabadalmaztatott újrahasznosítási eljárás specifikus enzimeket használ, hogy a többrétegű anyagokból csak a PET-molekulákat bontsa vissza monomerekké. A technológia mérsékelt hőmérsékleten működik, amely ideális PVDC jelenlétében, és alkalmazható a posztindusztriális és a fogyasztási hulladékok újrahasznosítására is. A kapott monomereket tisztítás után ismét felhasználhatják új PET polimer előállításához. A Solvay és a Carbios közös tanulmánya szerint ráadásul ugyanabban a minőségben, mint a szűz petrolkémiai alapanyagokból származó termékek esetében.

„A márkatulajdonosokra óriási nyomás nehezedik termékeik fenntarthatóságának növelésére” – mondta Guruprasad Sivakumar, a Solvay fogyasztói, egészségügyi és környezetvédelmi marketingért felelős vezetője. „Míg a PVDC-t régóta használják rugalmas PET-fóliák bevonására – pl. az élelmiszerek, gyógyszerek csomagolásában –kiváló zárótulajdonságai miatt, ezeknek a többrétegű szerkezeteknek az újrahasznosíthatóságát megkérdőjelezték. Ez az a pont, ahol a Carbios egyedülálló újrahasznosítási technológiája igazi áttörést jelenthet. Megvalósítható és fenntartható élettartamvégi menedzsment megoldást kínál, segíthet az iparnak abban, hogy létrehozza a körkörösséget a PVDC-bevonatú PET-fóliák terén is.”

Többrétegű PET fólia

„Enzimatikus megközelítésünk legyőzi más újrahasznosítási folyamatok korlátait” – magyarázta Alain Marty, a Carbios tudományos igazgatója. „A hagyományos termomechanikus utak tiszta, monoanyag-minőségű hulladékot igényelnek. A magas hőfokon végzett vegyi vagy pirolitikus újrahasznosítást pedig nem lehet felhasználni a sok elhasználódott, még mindig jelenlévő értékes anyag visszanyerésére, mivel az iparág első megoldása az összetett többrétegű struktúrák. Például a PVDC-vel bevont PET-fóliák újrahasznosítására az enzimes PET-depolimerizáció, más szóval a biológiai újrahasznosítás jelentős mértékben hozzájárulhat a műanyag-gazdaság körkörösebbé válásához. A tanulmány azt is megmutatta, mit lehet elérni a közös cél érdekében végzett együttműködéssel az értéklánc valamennyi szereplőjének javára.”

Csaba László és Csaba Péter Gábor